In den frühen sechziger Jahren beauftragten die CIA und die US Air Force Lockheed, ein vielversprechendes unbemanntes Hochleistungs-Aufklärungsflugzeug zu entwickeln und zu bauen. Die Aufgabe wurde im Rahmen des D-21-Projekts, basierend auf den kühnsten Entscheidungen und Ideen, erfolgreich gelöst. Der technische und technologische Teil dieses Projekts ist nach wie vor von großem Interesse.
Eine besondere Herausforderung
Am 1. Mai 1960 schoss die sowjetische Luftverteidigung erfolgreich ein amerikanisches U-2-Flugzeug ab und zeigte damit, dass eine solche Ausrüstung in der UdSSR nicht mehr ungestraft funktionieren konnte. In diesem Zusammenhang begann die Suche nach alternativen Lösungen in den USA. Lockheeds Geheimabteilung, bekannt als die Skunk Works, entwickelte bald das Konzept eines einmaligen Hochgeschwindigkeits-Aufklärungs-UAVs, das zur fotografischen Aufklärung fähig ist.
Die vorgeschlagene Idee interessierte die Kunden, und im Oktober 1962 gab es einen offiziellen Auftrag zur Vorstudie des Projekts. In kürzester Zeit war es möglich, die Gestaltung des Gesamtbildes abzuschließen und mit aerodynamischen Tests zu beginnen. Basierend auf den Ergebnissen der ersten Erfolge wurde im März 1963 ein vollwertiger Designvertrag unterzeichnet. Damals trug die zukünftige Drohne die Bezeichnung Q-21. Es wurde später in D-21 umbenannt.
Die erste Version des Projekts, bekannt als D-21A, schlug die Verwendung eines UAV mit einem Trägerflugzeug des Typs M-21 vor. Letzteres war eine zweisitzige Modifikation des Aufklärungsflugzeugs A-12 mit einem Pylon zwischen den Kielen und einigen anderen Geräten für die Arbeit mit UAVs. Im Dezember 1964 absolvierte eine erfahrene M-21 ihren ersten Exportflug mit einer D-21 an Bord.
Am 5. März 1966 wurde die erste Drohne von einem Trägerflugzeug gestartet. Trotz gewisser Schwierigkeiten und Risiken verlief die Trennung und der Beginn eines eigenständigen Fluges ohne Probleme. In Zukunft wurden mehrere ähnliche Tests durchgeführt. Am 30. Juli endete der vierte Start mit einem Unfall. Das UAV konnte sich nicht vom Träger entfernen und schlug mit dem Heck auf. Beide Autos kollabierten und fielen. Die Piloten wurden ausgeworfen, aber einer von ihnen konnte nicht gerettet werden.
Aufgrund der Testergebnisse des Experimentalkomplexes wurde beschlossen, den Träger in Form des M-21 aufzugeben. Das aktualisierte D-21B-Aufklärungsprojekt schlug den Start unter den Flügeln eines B-52H-Bombers vor. Die anfängliche Beschleunigung der Drohne sollte mit einem Festtreibstoff-Booster erfolgen. Die Tests eines solchen Komplexes begannen im Herbst 1967, aber der erste erfolgreiche Start erfolgte erst im Juni 1968.
Versuche 1968-69 bewiesen die hohen Eigenschaften des neuen Aufklärungskomplexes. Dadurch entstand ein Großauftrag für Serienausrüstung für den weiteren Betrieb der Air Force und der CIA. Im November 1969 fand der erste "Kampfflug" statt, um ein reales Objekt eines potenziellen Feindes zu erschießen.
Technologische Basis
Das UAV D-21A/B konnte in einer Höhe von etwa 3600 km/h eine Höchstgeschwindigkeit von M = 3,35 erreichen. Gleichzeitig konnte er automatisch entlang einer bestimmten Route fliegen, in den Bereich des festgelegten Ziels gehen und davon fotografieren. Dann legte sich die Drohne auf Rückkurs, ließ einen Container mit Aufklärungsausrüstung im gewünschten Gebiet ablegen und vernichtete sich selbst.
Die Entwicklung eines Flugzeugs mit solchen Eigenschaften und Fähigkeiten war damals sehr schwierig. Die gestellten Aufgaben wurden jedoch durch den Einsatz modernster Materialien und Technologien gelöst. Einige Ideen und Entwicklungen wurden aus bestehenden Projekten entlehnt, andere mussten neu erstellt werden. In einigen Fällen war es notwendig, ein spürbares technisches Risiko einzugehen, was neue Schwierigkeiten mit sich brachte.
Eine der Hauptaufgaben des Q-21 / D-21-Projekts war die Entwicklung eines Segelflugzeugs, das einen langen Flug mit Geschwindigkeiten über 3 m ermöglicht. Ein solches Design musste die erforderlichen aerodynamischen Eigenschaften aufweisen sowie hohen mechanischen und thermischen Belastungen standhalten. Bei der Entwicklung eines solchen Segelflugzeugs wurden die Erfahrungen des A-12-Projekts genutzt. Außerdem wurden einige Designlösungen und Materialien ausgeliehen.
Die D-21 erhielt einen zylindrischen Rumpf mit einem frontalen Lufteinlass, der mit einem sich verjüngenden Mittelkörper ausgestattet war. Äußerlich und in seiner Konstruktion ähnelte der Rumpf der Gondel des A-12-Flugzeugs. Das Segelflugzeug war mit einem "Doppeldelta"-Flügel mit dreieckigem Hauptteil ausgestattet und entwickelte lange Zuflüsse. Ein ähnliches Schema wurde bereits im Projekt eines Full-Size-Flugzeugs getestet und hat gezeigt, dass die grundlegenden Anforderungen erfüllt sind.
Es wurde vorgeschlagen, dass die Flugzeugzelle mit solchen Formen vollständig aus Titan besteht. Andere Metalle wurden nur im Rahmen anderer Systeme und Baugruppen verwendet. Die mit Heißluft in Kontakt stehenden Außen- und Innenflächen der Flugzeugzelle erhielten eine spezielle Ferritbeschichtung, ebenfalls aus dem A-12-Projekt.
Zunächst wurde die Möglichkeit erwogen, das für die A-12 entwickelte Triebwerk J58 von Pratt & Whitney zu verwenden, was jedoch zu einer inakzeptablen Erhöhung der Projektkosten führte. Als Alternative wurde das Staustrahltriebwerk RJ43-MA-11 der Marquard Corp. - Dieses Produkt wurde bei der Flugabwehrrakete CIM-10 Bomarc verwendet. Für die D-21 wurde es modifiziert: Das aktualisierte RJ43-MA20S-4-Triebwerk zeichnete sich durch eine erhöhte Betriebszeit aus, die dem Profil des Aufklärungsfluges entsprach.
Speziell für die D-21 wurde ein neues automatisches Kontrollsystem entwickelt, das das UAV entlang einer bestimmten Route führen kann. Es verwendete Trägheitsnavigationsgeräte, die von der A-12 geliehen wurden. Aufgrund der Komplexität und der hohen Kosten wurde das Steuerungssystem rettbar gemacht.
In der Rumpfnase war ein Abwurfbehälter namens Q-bay mit Fallschirmsystem und aufblasbaren Schwimmern vorgesehen. In diesem Container befanden sich das Kontrollsystem und die Navigationsausrüstung sowie alle Kameras mit Filmkassetten. In der Endphase des Fluges musste D-21A/B einen Container absetzen, der dann von einem Flugzeug in der Luft oder von einem Schiff aus dem Wasser aufgenommen wurde. Die Suche nach Q-bay wurde mit einem eingebauten Funkfeuer durchgeführt. Früher wurden ähnliche Technologien verwendet, um Filmcontainer zu suchen und zu retten, die von Aufklärungssatelliten gestartet wurden.
Übungscheck
Die ersten D-21-Drohnen wurden 1963-64 gebaut und bald begann die Kleinserienproduktion. Bevor Lockheed 1971 aufhörte, hatte Lockheed 38 Produkte in zwei Hauptmodifikationen produziert. Einige dieser UAVs wurden in Tests und bei echten Aufklärungsflügen eingesetzt.
In der ersten Phase des Projekts, 1964-66. Es gab fünf Einsätze des M-21-Flugzeugs mit dem D-21A-UAV auf dem Pylon. Von diesen sorgten vier für das Zurücksetzen des Geräts - drei waren erfolgreich und der letzte endete in einer Katastrophe. Die Tests der D-21B dauerten von 1967 bis 1970, während dieser Zeit 13 Flüge, inkl. mit Nachahmung der Lösung von Aufklärungsaufgaben.
Der Kampfeinsatz umfasste nur vier Flüge. Die erste fand am 9. November 1969 statt und endete anormal. Das UAV D-21B erreichte erfolgreich den chinesischen Übungsplatz Lop Nor, machte Fotos - und ging nicht zurück. Er setzte seinen Flug fort, hatte keinen Treibstoff mehr und "setzte" sich mit einigen Schäden auf das Territorium der kasachischen UdSSR, wo er vom sowjetischen Militär entdeckt wurde.
Am 16. Dezember 1970 erfolgte der zweite Start zur Aufklärung chinesischer Objekte. Das UAV hat die Vermessung erfolgreich abgeschlossen, kehrte in den angegebenen Bereich zurück und ließ den Q-bay-Container fallen. Er konnte nicht in der Luft gefangen werden, und der Aufstieg aus dem Wasser scheiterte - das Produkt zusammen mit der Ausrüstung und den Filmen sank. Der dritte Flug am 4. März 1971 endete mit ähnlichen Ergebnissen, der Container ging verloren.
Der letzte Flug der D-21B fand wenige Wochen später, am 20. März, statt. Das Gerät fiel aus unbekannten Gründen auf das Territorium der VR China, nicht weit von der Deponie, auf die es zielte. Nach diesem Misserfolg waren die CIA und die Air Force vom D-21B-Projekt endgültig desillusioniert und beschlossen, die Verwendung solcher Geräte einzustellen.
Betrachtet man die Ergebnisse der Tests und den tatsächlichen Einsatz des D-21A / B, können Sie die Hauptgründe für die Ausfälle erkennen. Somit wurde der Mangel an Zuverlässigkeit des Steuersystems zu einem ernsthaften Problem. Aus diesem Grund ging das geheime UAV nach dem allerersten "Kampf" -Einsatz an einen potenziellen Feind. Außerdem traten unerwartete Probleme bei der Suche und Rettung des Containers mit der Ausrüstung auf – das Eigenverschulden der Drohne war hierbei jedoch minimal.
Bei all dem war das UAV D-21A / B technisch aufwendig und teuer. Die durchschnittlichen Kosten jedes solchen Produkts erreichten unter Berücksichtigung der Entwicklungsarbeit zu Preisen von 1970 5,5 Millionen US-Dollar - heute etwa 40 Millionen. Anzumerken ist, dass die Kosten für eine einzelne Drohne durch die wiederholte Verwendung eines Containers mit den teuersten Komponenten deutlich reduziert wurden.
Beschränkte Kapazität
Den Designern von Lockheed / Skunk Works wurde eine sehr schwierige Aufgabe gestellt, die sie im Allgemeinen gemeistert haben. Das resultierende Aufklärungsgerät zeigte die höchsten taktischen und technischen Eigenschaften, erfüllte jedoch noch nicht die Anforderungen des realen Betriebs. Das Produkt D-21 erwies sich als zu komplex, teuer und unzuverlässig.
Vielleicht hätte eine weitere Verfeinerung des Designs die identifizierten Probleme beseitigt, aber es wurde aufgegeben. Darüber hinaus gaben sie das Konzept eines unbemannten Überschall-Langstreckenaufklärers auf. Infolgedessen fanden mutige und vielversprechende technische Lösungen trotz ihres hohen Potenzials keine weitere Anwendung.
